EP1538336A1 - Dosierpumpe - Google Patents

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EP1538336A1
EP1538336A1 EP03027090A EP03027090A EP1538336A1 EP 1538336 A1 EP1538336 A1 EP 1538336A1 EP 03027090 A EP03027090 A EP 03027090A EP 03027090 A EP03027090 A EP 03027090A EP 1538336 A1 EP1538336 A1 EP 1538336A1
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EP
European Patent Office
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piston
bore
stop
pump according
dosing pump
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EP03027090A
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EP1538336B1 (de
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Christian-Peter Babalic
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Priority to EP03027090A priority patent/EP1538336B1/de
Priority to DE50308362T priority patent/DE50308362D1/de
Priority to ES03027090T priority patent/ES2298464T3/es
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/007Cylinder heads
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/16Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by adjusting the capacity of dead spaces of working chambers

Definitions

  • the invention relates to a metering pump for a pumped, with a Pump housing and a cylinder bore formed in the pump housing, in the one suction hole and a discharge hole for the feeder or the Squeezing out the pumped material and in the two pistons, in the cylinder bore, sweeping the area of the suction hole and the discharge hole, with seal against the cylinder wall slippery and without rigid Mutual coupling are arranged and with their front sides to the Adjacent to each other to be moved, with one on the first piston attacking alternating drive in its axial direction with a movement phase approaching the second piston, a first stop to itself the second piston at it at approach of the first piston in particular against a biasing force retrograde movement moved and if necessary, but not in any case, achieved or which he also touched permanently, and one from the second piston in his Movement towards the first piston reached adjustable second Attack.
  • Metering pumps are versatile, for example in chemistry and Pharmacy, for the vaccination of fluid streams or for the delivery of Lubricant on friction surfaces.
  • To the latter application is an example called the lubrication of transport rails, where weight-bearing Sliding slide, for example, moved along by a traction drive.
  • weight-bearing Sliding slide for example, moved along by a traction drive.
  • slaughterhouses where in irregular Distances loads such as half pigs hooked on are suspended, transported along the rail, where the hooks hang.
  • central lubrication machines are known which from time to time to predetermined points, each with a pipeline connected to the lube, small amounts of the lubricant apply the rail.
  • Double-piston pumps are particularly well suited as metering pumps for small quantities. which are known in various designs.
  • a metering pump in the form of a double piston pump is for example known from US 3 302 578 A.
  • the cylinder bore slide axially one behind the other two pistons, one of which is driven by a drive unit and the other of the first piston via an external friction rail with is driven, this second piston moves between two stops one of which is adjustable and from the moment the attack is reached held stationary by sliding friction on the friction rail.
  • the well-known Pump proves to be inaccurate in terms of the pump function exploited friction forces and as expensive in terms of guides due to the occurring bending forces.
  • From DE 25 00 473 A is also a metering pump, especially as Feed pump for a diaphragm pump, also known as two in one Cylinder bore located piston, one of which is a reciprocating Working piston and the other an adjustable, during the pumping process stationary adjusting piston are.
  • the adjusting piston is with a wedge connected to the inclined surface with a with an adjusting screw connected further wedge attacks, whereby the adjusting piston so adjusted can be that its face more or less deep in the cylinder bore lies.
  • the movement reversal of the longitudinal adjustment caused by the wedge arrangement in a transverse adjustment results in a cumbersome, trouble-prone Construction.
  • EP 1 270 938 A is a metering pump with a cylinder bore known in the axially offset a suction hole and a discharge hole open and in the two pin-shaped pistons work against each other, both are forcibly moved.
  • the pump should in particular small amounts of adhesive be delivered. For a change in the flow rate is at this level nothing planned for the technology.
  • EP 1 195 518 A is a metering pump with two with a common Axis aligned pistons, namely a fixed and a through a Piezoaktor reciprocating longitudinally movable piston and with one in the same Direction of moving housing described.
  • a dosage to be dosed Volume can be the maximum distance between the piston end faces be changed that sits in a holder an adjusting screw, the acts on the piezoelectric actuator and selected by adjusting the piston position can be.
  • the pistons are forced relative to each other.
  • the attack of the Adjusting screw on the drive, namely on the piezoelectric actuator leads to other drive types, For example, in a cam drive, too expensive and thus heavy and fault-prone designs.
  • the invention is an easy to produce with a few components, Robust and insensitive construction for metering the flow rate the pump are created. This is based on a metering pump of At the beginning specified genus thereby enables the second stop at a relative to the pump housing along the axis of the cylinder bore sitting by means of threaded adjustable by twisting screw. With the second stop the delivery stroke is set.
  • the screw thus forms a kind of small extension of the pump housing, the movable and adjustable components of the pump can be coaxial and thus free from bending stress be arranged and the volume adjustment is done by simply twisting the screw, in turn, by latching or locking mechanisms against an unwanted twisting can be ensured.
  • the metering pump are preferably two basic types and also Combinations thereof possible, namely on the one hand such that in the Suction bore and the delivery bore are a suction or a pressure valve, and on the other hand such that the suction hole and the discharge hole offset along the cylinder axis into the cylinder bore and open the displaceable over the mouth points away piston on passage or blocking are controllable.
  • the pistons are partially expediently under a preload force, the piston movement in one the possible directions generated, for which in particular springs, preferably Coil springs, come into question.
  • Coil springs can be due to their cylindrical basic configuration best in the pump design integrate.
  • a first preferred spring construction is that the second piston is urged by spring force in the direction of the first piston and in this direction at the second sleeve connected to the screw Stop finds an end to its trajectory; and a second basic construction is that the second piston by spring force against the Direction is pressed to the first piston and in this pressing direction on a slidable stop parallel to the axial direction of the cylinder bore End of his trajectory finds, with this sliding stop in turn, between two spaced apart along the cylinder axis Strokes is displaced, namely on the one hand by spring force in the direction is pressed to the first piston and in this direction on with the screw connected second stop finds an end to its trajectory and on the other hand, on a housing-fixed stop one end of its trajectory place.
  • the Pump housing, the piston and the screw sleeve have for all these design variants a consistent basic construction.
  • the screw are two preferred Constructions available according to a particularly preferred embodiment be applied together.
  • the first construction exists in that the threaded sleeve rotatably screwed onto a bolt is, which is fixed to the pump housing, wherein the pump housing, a bracket is attached, extending to the area of the extension of the cylinder axis extends and in this area has a threaded bore into which the adjustable bolt is screwed in and in his position is fixed.
  • the screw if necessary in addition to the screw connection with the bolt, with an external thread into a threaded bore, which is coaxial with the cylinder bore, in the pump housing, the larger compared to the cylinder bore diameter has screwed, twisted.
  • the adjustable metering pump according to the invention is of simple, robust Construction. It can be used in various construction variants using essentially the same components are produced. Besides, they are Multiple pumps possible in a common pump housing a Contain a plurality of cylinder bores whose delivery rates by a common adjustment installation can be adjusted.
  • the drawings show sections in varying magnifications by metering pumps according to the invention in various embodiments.
  • the metering pumps are essentially of cylindrical basic shape.
  • FIGS. 1 to 4 show a metering pump according to a first basic embodiment in longitudinal section in different work phases. The basic construction will be explained with reference to FIG. 1, in which the working phase in the Waiting position or at the beginning of the pumping stroke is shown.
  • the metering pump has a pump housing 11 in which centrally and coaxial with the pump housing 11, a cylinder bore 12 is located.
  • a cylinder bore 12 is located in both sides in the housing 11th Blind holes 13 and 14 of compared to the cylinder bore 12 enlarged Diameter formed, each with one in a radial plane lying diameter stage 15 or 16.
  • two are each at the end over the diameter stage 15 or 16 projecting pin-shaped piston, namely a first piston 17 and a second piston 18 are arranged in known manner with sealing against the cylinder wall in the cylinder bore 12 slide. They have oppositely directed end faces 19 and 20, respectively which are in the working position of Fig. 2 at a distance from each other and between include a pumping space 21.
  • the axis of the cylinder bore 12 and in the illustrated embodiment of the entire pump housing 11 is with 22 denotes.
  • the first piston 17 continues outward in an external plunger 25, on which an unillustrated drive engages, the plunger 25 in alternating or according to the control in each case individual longitudinal movements in the direction the axis 22 offset. It may, for example, be an electrical, pneumatic or a cam or crank drive act.
  • the blind bore 13 is located near the open end in an annular groove of the Pump housing 11 a radially outwardly resilient washer 26, through which Ring opening of the piston 17 is inserted, and in an annular groove in the piston 17 is a radially inwardly resilient annular disc 27, on the one hand an annular stop on the annular disc 26 finds and on the other hand a Support for a helical compression spring 28, which is in the blind bore 13 coaxial with this and the piston 17, the latter surrounding, is arranged and on the other hand supported on the diameter stage 15.
  • the first piston 17 is thus opposed by the drive, which acts axially on the plunger 25 the force of the spring 28 is advanced in the cylinder bore 12 and after the end the driving force by the spring 28 retracted again.
  • the on the side of the second piston 18 coaxially in the pump housing 11th located blind bore 14 is made in two stages, with a to the cylinder bore 12 subsequent part 29 of smaller diameter and one at the Front side of the pump housing 11 opening portion 30 of larger diameter.
  • a thread 31 is cut, and in this is a screw 32 screwed.
  • This in turn has an axial bore, which consists of a directed to the cylinder bore 12 first bore 37 and one of the Cylinder bore 12 facing away from second bore 38, wherein the Bore 38 has a smaller diameter and with an internal thread 39 is provided.
  • a diameter stage 40th Between the first and the second bore 37, 38 of the threaded sleeve 32 is a diameter stage 40th
  • a radial outwardly resilient washer 44 is used, which serves as a stop in the direction of Cylinder bore 12 for sliding in the first bore 37, with the Piston 18 rigidly connected stop plate 45 is used.
  • a helical compression spring 46th clamped, the stop disc 45 and the second piston 18 in the direction to the first piston 17 presses.
  • a threaded bolt 49 is screwed, the End face 50 serves as a stop for the stop plate 45.
  • the threaded bolt 49 is adjustable and then locked by a lock nut 51. He sits for this in a bracket 52 which is fixedly secured to the pump housing 11 and the shape a twice bent strip, a cage or even a cap can. In the case of the cap, however, it must have an opening in one place, by which the screw sleeve 32 can be reached for their adjustment.
  • the threaded bolt 49 is screwed into the bracket 52 in the illustrated embodiment and the lock nut 51 is the non-positive locking of Position of the threaded bolt 49.
  • the thread pitches of the thread 31 on the one hand and the thread 39 on the other hand are the same in the sense that the Screw sleeve 32 rotatable and thereby, due to the two threads each by an equal amount, forward and backward is. This shifts the stopper plate 45, which by the spring 46 to the annular disc 44th is pressed, together with the latter in the bore part 29 relative to the pump housing 11 back and forth.
  • a snap mechanism 54 consisting of a helical compression spring 55, one of these radially advanced ball 56 and circumferential grooves 57, the run along generatrices of the screw sleeve 32, prevents an independent unintentional rotation of the screw sleeve 32 (FIG. 5).
  • Fig. 6 a On the screw 32nd engaging spindle mechanism 58.
  • the threaded bolt 49 is in Bracket 52 has been adjusted and fixed at a first setting and will be around does not change during normal operation of the metering pump.
  • the location of the mouths of these holes in the cylinder bore 12 is in the of the end faces 19 and 20 of the piston 17 and 18 at their pumping movements swept cylinder bore area.
  • the suction hole 61 is connected to a pumping gas tank, not shown, z. B. one Lubricant tank, connected.
  • Figs 1 and 2 the pump is shown with a setting in which the pumping chamber 21 large and accordingly expressed per piston stroke Pumpgutvolumen also is large. This has been adjusted by the Screw sleeve 32 in the part 29 of the blind bore 14 further unscrewed to the rear is and thus the second piston 18 in its return movement to the squeezing of the pumped material after a short movement due to the Impact of the stop plate 45 comes to a stop on the annular disc 44.
  • Fig. 4 shows the initial position for minimum pumping volume, with complete screwed screw 32.
  • the end face 50 of the threaded bolt 49 is in the same place as in Fig.n 1 to 3.
  • the second piston 18 then follows the first piston 17 in the return movement to very close at its end position, and between the end faces 19 and 20 then still resulting very small distance determines the minimum pumping volume.
  • Fig. 7 shows an embodiment with a relatively shorter first piston 17, whereby the pumping space 21 in the initial position accordingly is larger.
  • the spring 46 also omitted.
  • the second piston 18 is then at the Backward movement of the first piston 17 by the otherwise arising Vacuum tightened.
  • the spring 28 can be omitted. The pushing back of the first piston 17 then worried the pressure of the pumped material.
  • FIGs. 8 and 9 show a construction in which the spring 46 is omitted is and the threaded bolt 49 not in the bracket 52, but in the screw 32 is fixed. He is screwed in this far enough that the stop disc 45 fixed between the annular disc 44 and the end face 50 of the threaded bolt is clamped.
  • the second piston 18 is in this case rigid with the threaded sleeve 32nd connected and by their rotation forward or backward, he moves but not during the pumping.
  • FIG. 8 shows the initial position and FIG. 9 the end position of the pumping club.
  • the pump according to Fig.n 1 to 7 can also be installed in the setting be that the threaded bolt 49 is withdrawn so far that him the stop disc 45 is no longer reached (Fig. 10), since previously the spring 46th leads to a stop of the second piston 18.
  • the bolt 49 also completely omitted, which is shown in Fig. 11.
  • the first stop is in In this case, an elastically resilient, yielding stop.
  • This variant has the optionally desired consequence that only at a pressure drop in the Support line additional pumped material is promoted, so more or less on Constant pressure is pumped, and is also advantageous if the on the Tappet 25 acting drive width is not uniform and possibly over the degree goes beyond that by the stop of the second piston 18 at the End face 50 is given. Then the pump could possibly be damaged become. This is due to the elastic stop, as it is the force of the spring 46 represents avoided.
  • the basic embodiment according to FIGS. 12 to 25 differs 1 to 11 on the one hand by the fact that the suction hole 61st and the discharge hole 63 offset into the cylinder bore 12 open, and on the other hand characterized in that the second piston 18 in the direction of the stop disc 45 is spring loaded and in the opposite direction in its Movement is limited by a stop.
  • FIGS. 19 to 21 show the working position with the middle position of the screw sleeve 32 and thus in a setting for medium pumping volume
  • FIG. 22 to 24 at maximum screwed screw 32 and thus in one setting for minimal pump volume.
  • the suction hole is located 61 axially offset closer to the region of the first piston 17 and is not here with the check valve 62 equipped.
  • the discharge hole 63 is located axially is offset closer to the area of the second piston 18 and is here with the Check valve 64 provided. The distance between the mouths of the two holes corresponds to the maximum length of the pump room 21.
  • On the second Piston 18 is located in the vicinity of which the pump chamber 21 facing away End one in a circumferential groove radially inwardly resiliently inserted Ring disc 71, between the and the diameter stage 16 a helical compression spring 72 is used.
  • a stop sleeve 73 To a partial length of the spring 72 runs, of the Starting diameter stage 16, a stop sleeve 73, the way the second piston 18 into the pumping space 21 into limited.
  • the outer diameter the stop sleeve 73 is smaller than the inner diameter of the part 29th the screw sleeve 32 so that the stop sleeve 73 screwing the Screw sleeve 32 not hindered. Otherwise, the construction of the according to Fig.n 1 to 7.
  • Fig. 13 shows the beginning of the advance of the first piston 17 and Fig. 14 a a little later phase in which the pumped material is squeezed out.
  • the pushes in Fig. 13 as an arrow indicated drive the first piston 17 initially at the mouth of the Suction bore 61 over, with the extent displaced pumped into this Bore is pushed back.
  • the end face 19 of the first piston 17 passes this mouth, so the suction hole is blocked and the pumped in the pump chamber 21 pushes the second piston 18, from the beginning of the Stop disc 45 abuts, against the force of the spring 46 with this rear.
  • the second piston 18 has the mouth the discharge hole 63 is released, so that the check valve 64 is opened is and the pumped material is discharged.
  • the end face 19 of the first piston 17th comes up to the end face 20 of the second piston 18, the in turn, reaches the stop 50 in this work phase expediently (Fig. 15). If he does not reach him, then in the case of a continued drive movement also the second piston 18 against the force of the spring 46 yet further pushed out in the drawing to the right from the cylinder bore.
  • the delivered in the workflow according to the Fig.n 12 to 15 per stroke Amount of pumped material is due to the distance between the mouths of the Drill holes 61 and 63 determined. This is the maximum possible pumping amount. In the illustrated embodiment corresponds to the maximum range of motion the drive and thus the piston 17 the distance between the mouths the holes 61 and 63 in the cylinder bore 12. In this setting for maximum pumping volume is at the beginning of the stroke of the piston 18 on the Disc 45 on stop 50 at.
  • the dose amount can be reduced, as in the example of Figs. 19 to 21 are shown.
  • the screw 32 is deeper into the pump housing 11 screwed in, causing the serving as a stop washer 45 is moved closer to the pump chamber 21.
  • 19 shows the resting and waiting phase, in the front side 19 of the first piston 17, the mouth of the suction hole 61 touched.
  • the first piston pushes first 17 a small amount of the volume of the pumped material in the suction hole 61st back and reaches the position of Fig. 20, in which he begins, over the Pump volume to push back the second piston 18 against the action of the spring 46.
  • This pushing back takes place until the pumping space 21 the mouth reaches the discharge hole 64 and the piston 18 via the disc 45 the Stop 50 is reached, so that the piston 17 is then under pressure of the Pumping material to the end face 20 of the piston 18 approximates.
  • Figs. 22 to 24 show the same working phases for a minimum Volume.
  • the end faces 19 and 20 are little more than the Diameter of the mouth of the suction hole 61 spaced.
  • the pumping chamber 21 is largely emptied back into the suction bore 61 becomes.
  • the reduced to almost zero pumping space 21 moves in the Area of the mouth of the discharge hole 63, due to the counterforce the spring 46 and the stopper 50 located in the pump chamber 21 Residual volume is delivered.
  • the construction can be simplified when the pumped material is under pressure.
  • the spring 72 are omitted.
  • the provision of the first piston 17 by the force of spring 28 In general, it is also possible on the piston 17 to attack a crank, on the other hand to a with a shaft connected crank pin is seated, so that the piston 17 in both Directions is forced by the shaft.
  • Fig. 25 shows such a design, at the end of the pumping stroke.
  • the second Piston 18 by continued drive thrust, where appropriate after a rotation the screw sleeve 32 in the rest position still further to the rear Nevertheless, the pump volume would not be higher, because after the Sweeping the mouth of the dispensing bore 63 through the first piston 17 the further pump delivery is blocked.
  • the pump housing 11 may also have more than one cylinder bore where possible, for each cylinder and piston pair to use its own screw 49, or more or all cylinders and Adjust piston pairs with a common threaded sleeve.
  • a need for such a multi-cylinder pump z. B. arise in a chain lubrication, in which the chain progresses intermittently and in their short Rest periods is lubricated at the hinge points.
  • four Cylinders in the pump housing can have four hinge points of the chain at the same time be lubricated.
  • Another application could be more specific in the preparation Mixtures are. Unless the pump is to the intended use is specially set up, even with synchronous adjustment by only a single screw different amounts of components of a Mixture predetermined by different diameters of the cylinder bores become.
  • FIGS. 26 to 29 show an embodiment with two cylinder bores and FIGS. 30 to 33 show an embodiment with four cylinder bores.
  • the embodiment according to the Fig.n 30 to 33 contains four in cross-section in Square arranged cylinder bores 12a, 12b, 12c and 12d in cross section octagonal pump housing 11.
  • the octagons are used to facilitate Arrangement of four separate discharge bores 63a, 63b, 63c and 63d, in a common radial plane star-shaped of the four cylinder bores out.
  • suction holes 61a, 61b, 61c and 61d are shown in the illustrated Example separate for individual cylinder bores available to a faster suction and thereby achieve a higher pumping rate, they but could, what does not matter, from cylinder bore to Cylinder bore be placed in a series arrangement.
  • Fig. 31 shows, go in the example shown, the suction holes 61a and 61b of a common connection volume 81 and the suction holes 61c and 61d of a common connection volume 82.
  • first pistons 17a, 17b, 17c and 17d Of four first pistons 17a, 17b, 17c and 17d, only the pistons are shown in FIG 17a and 17b, and second pistons 18a, 18b, 18c and 18d are shown in FIG. 33 recognizable. They are connected together with the stop plate 45 or are also loose and pressed only by the action of force on this.
  • Ring disk 31 of FIG. 12 corresponds to FIGS. 30 and 33 an annular disk 71 a, which is attached to the four pistons 18 a to 18 d and by a Diameter stage of these pistons under the force of the spring 72 to this diameter stage is pressed.

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Abstract

Es wird eine Doppelkolben-Dosierpumpe für ein Pumpgut wie z. B. ein Schmiermittel mit einstellbarer Fördermenge des Pumpguts je Pumpenhub beschrieben. Die Dosierpumpe weist ein Pumpengehäuse (11) und eine im Pumpengehäuse gebildete Zylinderbohrung (12) auf, in die eine Ansaugbohrung (61) und eine Abgabebohrung (63) für den Einzug bzw. das Auspressen des Pumpguts münden und in der zwei Kolben (17, 18), die in der Zylinderbohrung gleitfähig und ohne starre gegenseitige Kopplung angeordnet sind und mit ihren Stirnseiten (19, 20) bis zur Aneinanderlage aufeinander zu bewegbar sind. Am ersten Kolben (17) greift ein alternierender Antrieb (7, 78) in seiner Axialrichtung mit einer Bewegungsphase der Annäherung an den zweiten Kolben (18) an. Ein erster Anschlag (50) wird vom zweiten Kolben (18) bei seiner bei der Annäherung des ersten Kolbens (17) zumeist entgegen einer Vorbelastungskraft (46) erfolgenden Rückwärtsbewegung erreicht, außerdem trifft er in seiner Bewegung in Richtung zum ersten Kolben (17) auf einen verstellbaren zweiten Anschlag (44), der an einer relativ zum Pumpengehäuse (11) entlang der Achse (22) der Zylinderbohrung (12) mittels Gewinde (31, 39) durch Verdrehung verstellbaren Schraubhülse (32) sitzt. Das Pumpengehäuse kann eine oder mehrere Zylinderbohrungen enthalten. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosierpumpe für ein Pumpgut, mit einem Pumpengehäuse und einer im Pumpengehäuse gebildeten Zylinderbohrung, in die eine Ansaugbohrung und eine Abgabebohrung für den Einzug bzw. das Auspressen des Pumpguts münden und in der zwei Kolben, die in der Zylinderbohrung, den Bereich der Ansaugbohrung und der Abgabebohrung überstreichend, mit Abdichtung gegen die Zylinderwand gleitfähig und ohne starre gegenseitige Kopplung angeordnet sind und mit ihren Stirnseiten bis zur Aneinanderlage aufeinander zu bewegbar sind, mit einem am ersten Kolben angreifenden alternierenden Antrieb in seiner Axialrichtung mit einer Bewegungsphase der Annäherung an den zweiten Kolben, einem ersten Anschlag, auf den zu sich der zweite Kolben bei seiner bei der Annäherung des ersten Kolbens insbesondere entgegen einer Vorbelastungskraft erfolgenden Rückwärtsbewegung bewegt und ihn gegebenenfalls, aber nicht jedenfalls, erreicht oder den er auch dauerhaft berührt, und einem vom zweiten Kolben in seiner Bewegung in Richtung zum ersten Kolben erreichten verstellbaren zweiten Anschlag.
Dosierpumpen sind vielfältig anwendbar, beispielsweise in der Chemie und Pharmazie, zum Impfen von Flüssigkeitsströmen oder auch zur Abgabe von Schmiermittel an Reibungsflächen. Zu letzterer Anwendung sei als Beispiel genannt das Schmieren von Transportschienen, an denen gewichtsbelastete Gleithalter beispielsweise durch einen Zugantrieb bewegt entlanggleiten. Wiederum als Beispiel hierfür seien Schlachthöfe genannt, bei denen in unregelmäßigen Abständen Lasten wie beispielsweise halbe Schweine, die an Haken aufgehängt sind, entlang der Schiene transportiert werden, an denen die Haken hängen. Für diese Anwendungen sind zentrale Schmierautomaten bekannt, die von Zeit zu Zeit an vorgegebene Punkte, die über jeweils eine Rohrleitung mit dem Schmierautomaten verbunden sind, kleine Mengen des Schmiermittels auf der Schiene aufbringen. Der weite Weg vom zentralen Schmierautomaten zu den entfernteren Schmierstellen erfordert jedoch speziell bei Fetten hoher Viskosität einen sehr hohen Pumpendruck, außerdem erfolgt die Schmierung weitgehend unabhängig vom Bedarf, der an verschiedenen Stellen des Transportschienennetzes je nach örtlicher Zahl der Transporte unterschiedlich ist. Auch sind die Schmiermittel-Rohrleitungen relativ teuer, was sich bei den großen Entfernungen zwischen dem Schmierautomaten und den Schmierstellen sehr bemerkbar macht.
Als Dosierpumpen für kleine Mengen eignen sich besonders gut Doppelkolbenpumpen, die in verschiedenen Ausführungen bekannt sind.
Eine Dosierpumpe in Form einer Doppelkolbenpumpe ist beispielsweise bekannt aus der US 3 302 578 A. In der Zylinderbohrung gleiten axial hintereinander zwei Kolben, von denen einer durch eine Antriebseinheit angetrieben ist und der andere vom ersten Kolben über eine externe Reibungsschiene mit angetrieben wird, wobei dieser zweite Kolben zwischen zwei Anschlägen bewegt wird, von denen einer verstellbar ist, und ab Erreichen des jeweiligen Anschlags sich durch Gleitreibung an der Reibungsschiene stationär hält. Die bekannte Pumpe erweist sich jedoch als ungenau hinsichtlich der für die Pumpenfunktion ausgenützten Reibungskräfte und als aufwendig hinsichtlich der Führungen aufgrund der auftretenden Biegekräfte.
Aus der DE 25 00 473 A ist auch eine Dosierpumpe, insbesondere als Speisepumpe für eine Membranpumpe, bekannt, die ebenfalls zwei in einer Zylinderbohrung befindliche Kolben aufweist, von denen einer ein reziprokierender Arbeitskolben und der andere ein verstellbarer, während des Pumpvorgangs stationärer Justierkolben sind. Der Justierkolben ist mit einem Keil verbunden, an dessen Schrägfläche ein mit einer Verstell-Schraubspindel verbundener weiterer Keil angreift, wodurch der Justierkolben so verstellt werden kann, daß seine Stirnfläche mehr oder weniger tief in der Zylinderbohrung liegt. Die durch die Keilanordnung bewirkte Bewegungsumkehr der LängsVerstellung in eine Quer-Verstellung ergibt eine umständliche, störungsanfällige Konstruktion.
Aus der EP 1 270 938 A ist eine Dosierpumpe mit einer Zylinderbohrung bekannt, in der axial versetzt eine Ansaugbohrung und eine Abgabebohrung münden und in der zwei stiftförmige Kolben gegeneinander arbeiten, die beide zwangsbewegt sind. Mit der Pumpe sollen insbesondere kleine Klebstoffmengen abgegeben werden. Für eine Änderung der Fördermenge ist bei diesem Stand der Technik nichts vorgesehen.
Aus der EP 1 195 518 A ist eine Dosierpumpe mit zwei mit einer gemeinsamen Achse fluchtenden Kolben, nämlich einem festen und einem durch einen Piezoaktor reziprokierend längsbeweglichen Kolben sowie mit einem in gleicher Richtung beweglichen Gehäuse beschrieben. Zum Justieren des zu dosierenden Volumens kann der maximale Abstand zwischen den Kolben-Stirnflächen dadurch verändert werden, daß in einem Halter eine Einstellschraube sitzt, die am Piezoaktor angreift und durch deren Verstellung die Kolbenposition gewählt werden kann. Die Kolben sind relativ zueinander zwangsbewegt. Der Angriff der Stellschraube am Antrieb, nämlich am Piezoaktor, führt bei anderen Antriebsarten, beispielsweise bei einem Nockenantrieb, zu aufwendigen und damit schweren und störungsanfälligen Konstruktionen.
Durch die Erfindung soll eine einfach mit wenigen Bauteilen herstellbare, robuste und unempfindliche Konstruktion für die Dosierung der Fördermenge der Pumpe geschaffen werden. Dies wird ausgehend von einer Dosierpumpe der eingangs angegebenen Gattung dadurch ermöglicht, daß der zweite Anschlag an einer relativ zum Pumpengehäuse entlang der Achse der Zylinderbohrung mittels Gewinde durch Verdrehung verstellbaren Schraubhülse sitzt. Mit dem zweiten Anschlag wird der Förderhub eingestellt. Die Schraubhülse bildet also eine Art kleine Verlängerung des Pumpengehäuses, die beweglichen und verstellbaren Bauteile der Pumpe können koaxial und damit biegebelastungsfrei angeordnet sein und die Volumenjustierung erfolgt durch einfaches Verdrehen der Schraubhülse, die ihrerseits durch Rast- oder Arretiermechanismen gegen eine ungewollte Verdrehung gesichert sein kann.
Für die Dosierpumpe sind vorzugsweise zwei Grundbauarten und auch Kombinationen hiervon möglich, nämlich einerseits derart, daß sich in der Ansaugbohrung und der Abgabebohrung ein Saug- bzw. ein Druckventil befinden, und andererseits derart, daß die Ansaugbohrung und die Abgabebohrung entlang der Zylinderachse versetzt in die Zylinderbohrung münden und durch die sich über die Mündungsstellen hinweg verschiebbaren Kolben auf Durchlaß oder Sperrung steuerbar sind.
Zur Vereinfachung und Verbilligung der Konstruktion des Pumpenmechanismus und des Angriffs des Antriebs sowie gegebenenfalls zur Schaffung einer gewissen Elastizität gegenüber dem Antrieb stehen die Kolben teilweise zweckmäßigerweise unter einer Vorbelastungskraft, die die Kolbenbewegung in einer der möglichen Richtungen erzeugt, wofür insbesondere Federn, vorzugsweise Schraubenfedern, in Frage kommen. Schraubenfedern lassen sich aufgrund ihrer zylindrischen Grundkonfiguration am besten in die Pumpenkonstruktion integrieren. Eine erste bevorzugte Federkonstruktion besteht darin, daß der zweite Kolben durch Federkraft in die Richtung zum ersten Kolben gedrückt ist und in dieser Richtung an dem mit der Schraubhülse verbundenen zweiten Anschlag ein Ende seiner Bewegungsbahn findet; und eine zweite Grundkonstruktion besteht darin, daß der zweite Kolben durch Federkraft entgegen der Richtung zum ersten Kolben gedrückt ist und in dieser Drückrichtung an einem parallel zur Axialrichtung der Zylinderbohrung verschiebbaren Anschlag ein Ende seiner Bewegungsbahn findet, wobei dieser verschiebbare Anschlag seinerseits zwischen zwei im Abstand entlang der Zylinderachse angeordneten Anschlägen verschiebbar ist, nämlich einerseits durch Federkraft in die Richtung zum ersten Kolben gedrückt ist und in dieser Richtung am mit der Schraubhülse verbundenen zweiten Anschlag ein Ende seiner Bewegungsbahn findet und andererseits an einem gehäusefesten Anschlag ein Ende seiner Bewegungsbahn findet. Es ist jedoch auch möglich, den zweiten Kolben starr einzuspannen, wobei dann auf ihn keine Vorbelastungskraft ausgeübt werden muß. Das Pumpengehäuse, die Kolben und die Schraubhülse haben für alle diese Konstruktionsvarianten eine übereinstimmende Grund-Bauweise.
Für die Schraubbefestigung der Schraubhülse stehen zwei bevorzugte Konstruktionen zur Verfügung, die gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemeinsam angewendet werden. Die erste Konstruktion besteht darin, daß die Schraubhülse verdrehbar auf einen Schraubbolzen aufgeschraubt ist, der am Pumpengehäuse fixiert ist, wobei am Pumpengehäuse ein Bügel befestigt ist, der sich bis in den Bereich der Verlängerung der Zylinderachse erstreckt und in diesem Bereich eine Gewindebohrung aufweist, in die der verstellbare Schraubbolzen eingeschraubt ist und in der er in seiner Stellung fixiert ist. Die andere besteht darin, daß die Schraubhülse, gegebenenfalls zusätzlich zur Schraubverbindung mit dem Schraubbolzen, mit einem Außengewinde in eine zur Zylinderbohrung koaxiale Gewindebohrung im Pumpengehäuse, die im Vergleich zur Zylinderbohrung einen größeren Durchmesser hat, verdrehbar eingeschraubt ist. Ist bei einer Kombination dieser Schraubmöglichkeiten die Schraubhülse sowohl innen als auch außen auf- bzw. eingeschraubt, wobei die beiden Gewinde natürlich gleiche Steigung haben müssen, so führt dies zu einer deutlichen Stabilisierung und Führung der Schraubhülse bei vermindertem Axialspiel. Als Antrieb für den ersten Kolben der Dosierpumpe kommt beispielsweise ein Nockenantrieb, ein Elektromagnet oder ein Pneumatikzylinder in Frage. Für den Fall der Verwendung eines Antriebs, dessen Antriebsbewegung mal weiter, mal weniger weit geht, ist das Vorsehen eines federnd nachgiebigen Anschlags als zweiter Anschlag zweckmäßig, da dann ein zu weiter Antrieb keine Schädigungen in der Pumpe hervorrufen kann.
Die erfindungsgemäße justierbare Dosierpumpe ist von einfachem, robustem Aufbau. Sie kann in verschiedenen Bauvarianten unter Verwendung von im wesentlichen gleicher Bauelemente hergestellt werden. Außerdem sind Mehrfachpumpen möglich, die in einem gemeinsamen Pumpengehäuse eine Mehrzahl von Zylinderbohrungen enthalten, deren Förderraten durch eine gemeinsame Justierinstallation eingestellt werden können.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig.n 1 bis 4
Längsschnitte durch eine erste Grund-Ausführungsform der Dosierpumpe in verschiedenen Arbeitsstellungen;
Fig. 5
einen Querschnitt durch die dargestellte Ausführungsform in einer Ebene (5)-(5) in Fig. 1;
Fig. 6
eine gegenüber der Ausführung von Fig. 5 abgewandelte Ausführung;
Fig.n 7 bis 11
Abwandlungen der Ausführungsform nach den Fig.n 1 bis 4 in entsprechenden Längsschnittdarstellungen;
Fig.n 12 bis 18
Längsschnitte durch eine Dosierpumpe gemäß einer zweiten GrundAusführungsform in verschiedenen Arbeitsstellungen bei Einstellung für ein maximales Fördervolumen;
Fig.n 19 bis 21
Darstellungen entsprechend den Fig.n 12 bis 14 bei einer Einstellung für ein mittleres Fördervolumen;
Fig.n 22 bis 24
Darstellungen entsprechend den Fig.n 12, 13 und 15 bei einer Einstellung für ein minimales Fördervolumen;
Fig. 25
einen Längsschnitt durch eine Dosierpumpe gemäß einer Abwandlung der zweiten Grund-Ausführungsform;
Fig. 26
einen Längsschnitt durch eine weitere Abwandlung der zweiten Grund-Ausführungsform, nämlich mit zwei parallelen Zylinderbohrungen;
Fig.n 27 bis 29
Querschnitte durch die Dosierpumpe von Fig. 26 in Schnittebenen (27)-(27), (28)-(28), bzw. (29)-(29);
Fig. 30
einen Längsschnitt durch eine weitere Abwandlung der zweiten Grund-Ausführungsform, nämlich mit vier parallelen Zylinderbohrungen;
Fig.n 31 bis 33
Querschnitte durch die Dosierpumpe von Fig. 30 in Schnittebenen (31)-(31), (32)-(32) bzw. (33)-(33).
Die Zeichnungen zeigen in wechselnden Abbildungsmaßstäben Schnitte durch erfindungsgemäße Dosierpumpen in verschiedenen Ausführungsformen. Die Dosierpumpen sind im wesentlichen von zylindrischer Grundgestalt.
Die Fig.n 1 bis 4 zeigen eine Dosierpumpe gemäß einer ersten Grund-Ausführungsform im Längsschnitt in verschiedenen Arbeitsphasen. Die Grundkonstruktion wird an Hand von Fig. 1 erläutert, in der die Arbeitsphase in der Wartestellung bzw. zu Beginn des Pumphubs gezeigt ist.
Die Dosierpumpe weist ein Pumpengehäuse 11 auf, in dem sich zentral und koaxial zum Pumpengehäuse 11 eine Zylinderbohrung 12 befindet. In der Verlängerung der Zylinderbohrung 12 sind an beiden Seiten im Gehäuse 11 Sackbohrungen 13 bzw. 14 von im Vergleich zur Zylinderbohrung 12 vergrößertem Durchmesser ausgebildet, mit jeweils einer in einer Radialebene liegenden Durchmesserstufe 15 bzw. 16. Im Zylinder sind zwei jeweils am Ende über die Durchmesserstufe 15 bzw. 16 überstehende stiftförmige Kolben, nämlich ein erster Kolben 17 und ein zweiter Kolben 18 angeordnet, die in bekannter Weise unter Abdichtung gegen die Zylinderwand in der Zylinderbohrung 12 gleiten. Sie weisen gegeneinandergerichtete Stirnseiten 19 bzw. 20 auf, die in der Arbeitsstellung von Fig. 2 im Abstand zueinander liegen und zwischen sich einen Pumpraum 21 einschließen. Die Achse der Zylinderbohrung 12 und in der dargestellten Ausführungsform des gesamten Pumpgehäuses 11 ist mit 22 bezeichnet.
Der erste Kolben 17 setzt sich nach außen in einem externen Stößel 25 fort, an dem ein nicht dargestellter Antrieb angreift, der den Stößel 25 in alternierende oder gemäß der Steuerung jeweils einzelne Längsbewegungen in der Richtung der Achse 22 versetzt. Es kann sich beispielsweise um einen elektrischen, pneumatischen oder einen Nocken- oder Kurbelantrieb handeln. In der Wand der Sackbohrung 13 sitzt nahe von deren offenem Ende in einer Ringnut des Pumpengehäuses 11 eine radial auswärts federnde Ringscheibe 26, durch deren Ringöffnung der Kolben 17 hindurchgesteckt ist, und in einer Ringnut im Kolben 17 befindet sich eine radial einwärts federnde Ringscheibe 27, die einerseits einen ringförmigen Anschlag an der Ringscheibe 26 findet und andererseits eine Abstützung für eine Schraubendruckfeder 28 darstellt, die in der Sackbohrung 13 koaxial zu dieser und zum Kolben 17, letzteren umgebend, angeordnet ist und sich andererseits an der Durchmesserstufe 15 abstützt. Der erste Kolben 17 wird also durch den Antrieb, der axial auf den Stößel 25 einwirkt, entgegen der Kraft der Feder 28 in der Zylinderbohrung 12 vorgeschoben und nach Ende der Antriebskraft durch die Feder 28 wieder zurückgezogen.
Die auf der Seite des zweiten Kolbens 18 koaxial im Pumpengehäuse 11 befindliche Sackbohrung 14 ist zweistufig ausgeführt, mit einem an die Zylinderbohrung 12 anschließenden Teil 29 kleineren Durchmessers und einem an der Stirnseite des Pumpengehäuses 11 mündenden Teil 30 größeren Durchmessers. Im Teil 29 ist ein Gewinde 31 eingeschnitten, und in dieses ist eine Schraubhülse 32 eingeschraubt. Diese weist ihrerseits eine axiale Bohrung auf, die aus einer zur Zylinderbohrung 12 gerichteten ersten Bohrung 37 und einer von der Zylinderbohrung 12 abgewandten zweiten Bohrung 38 besteht, wobei die Bohrung 38 einen kleineren Durchmesser hat und mit einem Innengewinde 39 versehen ist. Zwischen der ersten und der zweiten Bohrung 37, 38 der Schraubhülse 32 befindet sich eine Durchmesserstufe 40.
In die erste Bohrung 37 ist in eine innen umlaufende Ringnut eine radial auswärts federnde Ringscheibe 44 eingesetzt, die als Anschlag in Richtung zur Zylinderbohrung 12 zu für eine in der ersten Bohrung 37 gleitende, mit dem Kolben 18 starr verbundene Anschlagscheibe 45 dient. Zwischen der Anschlagscheibe 45 und der Durchmesserstufe 40 ist eine Schraubendruckfeder 46 eingespannt, die die Anschlagscheibe 45 und den zweiten Kolben 18 in Richtung zum ersten Kolben 17 drückt.
In das Innengewinde 39 ist ein Gewindebolzen 49 eingeschraubt, dessen Stirnfläche 50 als Anschlag für die Anschlagscheibe 45 dient. Der Gewindebolzen 49 ist einstellbar und dann durch eine Gegenmutter 51 arretiert. Er sitzt hierfür in einem Bügel 52, der fest am Pumpengehäuse 11 befestigt ist und die Form eines zweimal gebogenen Streifens, eines Käfigs oder auch einer Kappe haben kann. Im Fall der Kappe muß er allerdings an einer Stelle eine Öffnung haben, durch die die Schraubhülse 32 zu deren Verstellung erreichbar ist. Der Gewindebolzen 49 ist bei der dargestellten Ausführung in den Bügel 52 eingeschraubt und die Gegenmutter 51 dient der kraftschlüssigen Arretierung der Stellung des Gewindebolzens 49. Die Gewindesteigungen des Gewindes 31 einerseits und des Gewindes 39 andererseits sind gleich in dem Sinne, daß die Schraubhülse 32 verdrehbar und hierdurch, aufgrund der beiden Gewinde jeweils um ein gleiches Maß, vor- und zurückstellbar ist. Hierdurch verschiebt sich die Anschlagscheibe 45, die durch die Feder 46 an die Ringscheibe 44 gedrückt ist, zusammen mit letzterer im Bohrungsteil 29 relativ zum Pumpengehäuse 11 vor und zurück.
Ein Schnappmechanismus 54, bestehend aus einer Schraubendruckfeder 55, einer von dieser radial vorgeschobenen Kugel 56 und Umfangsrillen 57, die entlang Mantellinien der Schraubhülse 32 verlaufen, verhindert eine selbständige ungewollte Verdrehung der Schraubhülse 32 (Fig. 5). Als weitere Möglichkeit der Anschlagverstellung ist in Fig. 6 ein an der Schraubhülse 32 angreifender Spindelmechanismus 58 dargestellt. Der Gewindebolzen 49 ist im Bügel 52 bei einer Ersteinstellung einjustiert und fixiert worden und wird darum im normalen Betrieb der Dosierpumpe nicht mehr verändert.
In die Zylinderbohrung 12 münden radial eine Ansaugbohrung 61 mit einem Rückschlagventil 62 und eine Abgabebohrung 63 mit einem Rückschlagventil 64. Der Ort der Mündungen dieser Bohrungen in die Zylinderbohrung 12 liegt in dem von den Stirnseiten 19 und 20 der Kolben 17 und 18 bei deren Pumpbewegungen überstrichenen Zylinderbohrungsbereich. Die Ansaugbohrung 61 ist an einen nicht dargestellten Pumpguttank, z. B. einem Schmiermitteltank, angeschlossen.
In der in den Figuren dargestellten Weise sind in der Zylinderbohrung 12 im Bereich der Mündung der Ansaugbohrung 61 und der Abgabebohrung 63 Längsnuten 65 angebracht, die mit den Bohrungen 61 bzw. 64 kommunizieren und das mögliche Kolbenspiel vergrößern. Das Ansaugen bzw. Auspressen von Pumpgut ist nur möglich, wenn der Pumpraum 21 mit der Bohrung 61 bzw. 63 kommuniziert.
Bei einer Betätigung des ersten Kolbens 17 wird dieser aus der Stellung von Fig. 1 heraus in der Zeichnung nach rechts bewegt. Das Rückschlagventil 62 sperrt und das Rückschlagventil 64 öffnet bei Erreichen eines gegebenen Drucks im Pumpraum 21. Noch vor Erreichen dieses Drucks wird der zweiten Kolben 18 entgegen der Wirkung der Druckfeder 46 in der Zeichnung nach rechts verschoben, so daß der Pumpraum 21 in der Zylinderbohrung 12 ein Stück weit wandert, bis die vom zweiten Kolben 18 vorgeschobene Anschlagscheibe 45 auf die Stirnfläche 50 des Gewindebolzens 49 stößt. Bei sich fortsetzender Bewegung des erstens Kolbens 17 wird nun der Druck im Pumpraum 21 so erhöht, daß das Rückschlagventil 64 öffnet und das vorher angesaugte Pumpgut aus dem Pumpraum 21 über die Abgabebohrung 63 ausgedrückt wird. Die Stellung am Ende des Pumphubs ist in Fig. 2 dargestellt.
Nach Beendigung der Krafteinwirkung auf den Stößel 25 wird der erste Kolben 17 durch die Wirkung der Feder 28 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgezogen. Der zweite Kolben 18 folgt soweit, als er durch die Feder 46 und die Anschlagscheibe 45 zurückgeschoben wird. Nach dem Anschlag der Scheibe 45 an der Ringscheibe 44 bleibt der zweiten Kolben 18 stehen und die Stirnseiten 19 und 20 entfernen sich voneinander, wobei sich das Rückschlagventil 62 öffnet und Pumpgut durch die Ansaugbohrung 61 in den sich vergrößernden Pumpraum 21 gesaugt wird, bis auch der erste Kolben 17 seine Ausgangsstellung (Fig. 1) erreicht hat. Fig. 3 zeigt den Zustand während des Rücklaufs der Kolben.
In den Fig.n 1 und 2 ist die Pumpe mit einer Einstellung gezeigt, bei der der Pumpraum 21 groß und entsprechend das je Kolbenhub ausgepreßte Pumpgutvolumen auch groß ist. Dies ist dadurch einjustiert worden, daß die Schraubhülse 32 im Teil 29 der Sackbohrung 14 weiter nach hinten ausgeschraubt ist und somit der zweite Kolben 18 bei seiner Rückstellbewegung nach dem Auspressen des Pumpguts schon nach kurzer Bewegung aufgrund des Auftreffens der Anschlagscheibe 45 an der Ringscheibe 44 zum Stehen kommt.
Fig. 4 zeigt die Anfangsstellung für minimales Pumpvolumen, mit vollständig eingeschraubter Schraubhülse 32. Die Stirnfläche 50 des Gewindebolzen 49 befindet sich an der gleichen Stelle wie bei Fig.n 1 bis 3. Der zweite Kolben 18 folgt dann dem ersten Kolben 17 bei der Rückstellbewegung bis sehr nahe an dessen Endstellung, und der zwischen den Stirnseiten 19 und 20 sich dann noch ergebende sehr kleine Abstand bestimmt das Mindestpumpvolumen.
Das Pumpvolumen hängt natürlich von den Dimensionierungen der Pumpenelemente ab. Fig. 7 zeigt eine Ausführung mit einem relativ kürzeren ersten Kolben 17, wodurch der Pumpraum 21 in der Anfangsstellung entsprechend größer ist.
Im Falle einer relativ hohen Druckschwelle des Rückschlagventils 62 in der Ansaugbohrung 61 kann im Vergleich zu der Ausführung nach den Fig.n 1 bis 7 die Feder 46 auch entfallen. Der zweite Kolben 18 wird dann bei der Rückwärtsbewegung des ersten Kolbens 17 durch das andernfalls entstehende Vakuum nachgezogen. In Fällen, in denen das Pumpgut an der Ansaugbohrung 61 mit Druck ansteht, kann die Feder 28 entfallen. Das Zurückschieben der ersten Kolbens 17 besorgt dann der Druck des Pumpguts.
Die Fig.n 8 und 9 zeigen eine Konstruktion, bei der die Feder 46 weggelassen ist und der Gewindebolzen 49 nicht im Bügel 52, sondern in der Schraubhülse 32 fixiert ist. Er ist in dieser soweit eingeschraubt, daß die Anschlagscheibe 45 fest zwischen der Ringscheibe 44 und der Stirnfläche 50 des Gewindebolzens eingespannt ist. Der zweite Kolben 18 ist hierbei starr mit der Schraubhülse 32 verbunden und durch deren Verdrehung vor- oder zurückstellbar, er bewegt sich aber während des Pumphubs nicht. Fig. 8 zeigt die Anfangsstellung und Fig. 9 die Endstellung des Pumphubs.
Die Pumpe nach den Fig.n 1 bis 7 kann auch bei der Einstellung so installiert werden, daß der Gewindebolzen 49 so weit zurückgezogen ist, daß ihn die Anschlagscheibe 45 nicht mehr erreicht (Fig. 10), da vorher die Feder 46 zum Stillstand des zweiten Kolbens 18 führt. In diesem Fall kann der Bolzen 49 auch gänzlich entfallen, was in Fig. 11 dargestellt ist. Der erste Anschlag ist in diesem Fall ein elastisch federnder, nachgiebiger Anschlag. Diese Variante hat die gegebenenfalls erwünschte Folge, daß nur bei einem Druckabfall in der Förderleitung zusätzliches Pumpgut gefördert wird, also mehr oder weniger auf Konstantdruck gepumpt wird, und ist auch dann von Vorteil, wenn die auf den Stößel 25 einwirkende Antriebsweite nicht gleichmäßig ist und eventuell über das Maß hinausgeht, das durch den Anschlag des zweiten Kolbens 18 an der Stirnfläche 50 gegeben ist. Dann könnte möglicherweise die Pumpe beschädigt werden. Dies wird durch den elastischen Anschlag, wie ihn die Kraft der Feder 46 darstellt, vermieden.
Die Grund-Ausführungsform nach den Fig.n 12 bis 25 unterscheidet sich von der nach den Fig.n 1 bis 11 einerseits dadurch, daß die Ansaugbohrung 61 und die Abgabebohrung 63 versetzt in die Zylinderbohrung 12 münden, und andererseits dadurch, daß der zweite Kolben 18 in Richtung auf die Anschlagscheibe 45 zu federbelastet ist und in der entgegengesetzten Richtung in seiner Bewegung durch einen Anschlag begrenzt ist.
Die Fig.n 12 bis 18 zeigen die Arbeitsweise bei maximal herausgeschraubter Schraubhülse 32 und somit in einer Einstellung für maximales Pumpvolumen, die Fig.n 19 bis 21 die Arbeitsstellung mit mittlerer Stellung der Schraubhülse 32 und somit in einer Einstellung für mittleres Pumpvolumen, und die Fig.n 22 bis 24 bei maximal eingeschraubter Schraubhülse 32 und somit in einer Einstellung für minimales Pumpvolumen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich die Ansaugbohrung 61 axial versetzt näher am Bereich des ersten Kolbens 17 und ist hier nicht mit dem Rückschlagventil 62 ausgestattet. Die Abgabebohrung 63 befindet sich axial näher zum Bereich des zweiten Kolbens 18 versetzt und ist hier mit dem Rückschlagventil 64 versehen. Der Abstand der Mündungen der beiden Bohrungen entspricht der maximalen Länge des Pumpraums 21. Auf dem zweiten Kolben 18 befindet sich in der Nähe von dessen dem Pumpraum 21 abgewandten Ende eine in eine umlaufende Nut radial einwärts federnd eingesetzte Ringscheibe 71, zwischen der und der Durchmesserstufe 16 eine Schraubendruckfeder 72 eingesetzt ist. Um eine Teillänge der Feder 72 verläuft, von der Durchmesserstufe 16 ausgehend, eine Anschlaghülse 73, die den Weg des zweiten Kolbens 18 in den Pumpraum 21 hinein begrenzt. Der Außendurchmesser der Anschlaghülse 73 ist kleiner als der Innendurchmesser des Teils 29 der Schraubhülse 32, so daß die Anschlaghülse 73 das Einschrauben der Schraubhülse 32 nicht behindert. Im übrigen entspricht die Konstruktion der nach den Fig.n 1 bis 7.
Fig. 12 zeigt die Warte- und Anfangsstellung mit gefülltem Pumpraum 21, Fig. 13 zeigt den Beginn des Vorschubs des ersten Kolbens 17 und Fig. 14 eine noch etwas später liegende Phase, in der das Pumpgut ausgepreßt wird. Ausgehend von der Betriebsphase nach Fig. 12, schiebt der in Fig. 13 als Pfeil angedeutete Antrieb den ersten Kolben 17 zunächst an der Mündung der Ansaugbohrung 61 vorbei, wobei das insoweit verdrängte Pumpgut in diese Bohrung zurückgeschoben wird. Hat jedoch die Stirnseite 19 des ersten Kolbens 17 diese Mündung passiert, so ist die Ansaugbohrung gesperrt und das Pumpgut im Pumpraum 21 schiebt den zweiten Kolben 18, der von Anfang an an der Anschlagscheibe 45 anliegt, mit dieser entgegen der Kraft der Feder 46 nach hinten. In der Arbeitsphase nach Fig. 14 hat der zweite Kolben 18 die Mündung der Abgabebohrung 63 freigegeben, so daß das Rückschlagventil 64 geöffnet ist und das Pumpgut abgegeben wird. Die Stirnseite 19 des ersten Kolbens 17 kommt hierbei bis an die Stirnseite 20 des zweiten Kolbens 18 heran, der seinerseits in dieser Arbeitsphase zweckmäßigerweise den Anschlag 50 erreicht (Fig. 15). Erreicht er ihn nicht, so wird im Fall einer fortgesetzten Antriebsbewegung auch der zweite Kolben 18 entgegen der Kraft der Feder 46 noch weiter in der Zeichnung nach rechts aus der Zylinderbohrung ausgeschoben.
Der anschließende Rücklauf der Kolben erfolgt dann wie in den Fig.n 16 und 17 dargestellt. Der in Fig.n 13 bis 15 als Pfeil dargestellte Antrieb endet, das Rückschlagventil 64 schließt und die Feder 28 zieht den ersten Kolben 17 zurück, wobei aufgrund des andernfalls entstehenden Vakuums in dem nur noch aus einem schmalen Spalt bestehenden Pumpraum 21 der zweite Kolben 18 zunächst unter der Kraft der Feder 46 und später entgegen der Kraft der Feder 72 nachfolgt, an der Mündung der Abgabebohrung 63 vorbei (Fig. 16) und bis zum Erreichen der Mündung der Ansaugbohrung 61. Nachdem diese erreicht ist, füllt Pumpgut aus der Ansaugbohrung 61 den sich vergrößernden Pumpraum 21, der erste Kolben 17 vollendet seine Rückwärtsbewegung und der zweite Kolben 18 wird durch die Kraft der Feder 72 bis zum Anschlag an der Scheibe 45 in die Stellung von Fig. 12 zurückgefahren. Im Zustand nach Fig. 12 wartet die Dosierpumpe wieder auf den nächsten Arbeitsgang. Es ist klar, daß die Federkräfte der beteiligten Federn 28, 46 und 72 so aufeinander abgestimmt sein müssen, daß der beschriebene Arbeitsablauf sich einstellt.
Die beim Arbeitsablauf nach den Fig.n 12 bis 15 je Arbeitshub abgegebene Menge an Pumpgut ist durch den Abstand zwischen den Mündungen der Bohrungen 61 und 63 bestimmt. Es ist dies die maximal mögliche Pumpmenge. Bei der dargestellten Ausführungsform entspricht die maximale Bewegungsweite des Antriebs und damit des Kolbens 17 dem Abstand zwischen den Mündungen der Bohrungen 61 und 63 in die Zylinderbohrung 12. Bei dieser Einstellung für maximales Pumpvolumen steht am Anfang des Hubs der Kolben 18 über die Scheibe 45 am Anschlag 50 an.
Die Dosismenge kann jedoch verkleinert werden, wie am Beispiel nach den Fig.n 19 bis 21 gezeigt ist. Dort ist die Schraubhülse 32 tiefer in das Pumpengehäuse 11 hineingeschraubt, wodurch die als Anschlag dienende Ringscheibe 45 näher zum Pumpraum 21 gerückt ist. Fig. 19 zeigt die Ruhe- und Wartephase, in der die Stirnseite 19 des ersten Kolbens 17 die Mündung der Ansaugbohrung 61 tangiert. Nach Beginn der Pumpbewegung schiebt zunächst der erste Kolben 17 eine kleine Menge des Volumens des Pumpguts in die Ansaugbohrung 61 zurück und erreicht die Stellung nach Fig. 20, in der er beginnt, über das Pumpvolumen den zweiten Kolben 18 gegen die Wirkung der Feder 46 zurückzuschieben. Dieses Zurückschieben erfolgt, bis der Pumpraum 21 die Mündung der Abgabebohrung 64 erreicht und der Kolben 18 über die Scheibe 45 den Anschlag 50 erreicht, so daß die Kolben 17 sich dann unter Auspressung des Pumpguts an die Stirnseite 20 des Kolbens 18 annähert.
Am anschließenden Rückweg der Kolben aufgrund der Summe der Kräfte der Federn 28 und 46 und entgegen der Kraft der Feder 72 bleibt das Rückschlagventil 64 geschlossen. Die Anschlagscheibe 45 kommt in Anschlag an die Anschlag-Ringscheibe 44, der zweite Kolben 18 wird aber aufgrund des Vakuumeffekts im Pumpraum 21 noch weiter in die Zylinderbohrung hineingezogen, bis die Stirnflächen 19 und 20 in den Bereich der Mündung der Ansaugbohrung 61 kommen. Hier findet auch die Bewegung des zweiten Kolbens 18 aufgrund des Anschlags der Ringscheibe 71 an der Anschlaghülse 73 ein Ende. Durch die Kommunikation mit der Ansaugbohrung 61 kann nun der Pumpraum 21 wieder mit Pumpgut gefüllt werden. Dies geschieht, indem die Feder 72 den zweiten Kolben 18 zurück bis an die Anschlagscheibe 45 schiebt, wodurch das Dosisvolumen für diese Stellung der Schraubhülse 32 zuzüglich der geringen Zurückpumpmenge für die Kolbenbewegung entlang der Mündung der Bohrung 61 sich im Pumpraum 21 befindet.
Die Fig.n 22 bis 24 zeigen die gleichen Arbeitsphasen für minimales Volumen. In Fig. 22 sind die Stirnseiten 19 und 20 um wenig mehr als den Durchmesser der Mündung der Ansaugbohrung 61 beabstandet. Bei Beginn der Kolbenbewegung nähert sich zunächst die Stirnfläche 19 der Stirnfläche 20 an, während der Pumpraum 21 zum großen Teil in die Ansaugbohrung 61 zurükkentleert wird. Der auf nahezu null reduzierte Pumpraum 21 bewegt sich in den Bereich der Mündung der Abgabebohrung 63, durch die aufgrund der Gegenkraft der Feder 46 bzw. des Anschlags 50 das im Pumpraum 21 befindliche Restvolumen abgegeben wird.
Auch bei dieser Ausführungsform kann die Konstruktion vereinfacht werden, wenn das Pumpgut unter Druck ansteht. In diesem Fall kann die Feder 72 weggelassen werden.
Bei den dargestellten Ausführungsformen erfolgt die Rückstellung des ersten Kolbens 17 durch die Kraft der Feder 28. Generell ist es auch möglich, am Kolben 17 eine Kurbel angreifen zu lassen, die andererseits an einem mit einer Welle verbundenen Kurbelzapfen sitzt, so daß der Kolben 17 in beiden Richtungen durch die Welle zwangsbewegt wird.
Vergleichbar der Ausführung von Fig. 11, kann auch für die zweite Grund-Ausführungsform je nach geforderten Pumpencharakteristiken anstelle der Anschlag-Stirnfläche 50 ein elastischer Anschlag vorgesehen werden, der sich bei Weglassung des Gewindebolzens 49 durch die Feder 46 ergibt. Fig. 25 zeigt eine solche Ausführung, und zwar am Ende des Pumphubs. Würde der zweite Kolben 18 durch fortgesetzten Antriebsschub gegebenenfalls nach einer Verdrehung der Schraubhülse 32 in der Ruhestellung noch weiter nach hinten verschoben, so wäre trotzdem das Pumpvolumen nicht höher, da nach dem Überstreichen der Mündung der Abgabebohrung 63 durch den ersten Kolben 17 die weitere Pumpgutabgabe gesperrt ist.
Im Pumpengehäuse 11 können auch mehr als eine Zylinderbohrung vorhanden sein, wobei es möglich ist, für jeden Zylinder und jedes Kolbenpaar eine eigene Schraubhülse 49 einzusetzen, oder mehrere oder alle Zylinder und Kolbenpaare durch eine gemeinsame Schraubhülse einzujustieren. Ein Bedarf für eine solche Mehrzylinderpumpe kann sich z. B. ergeben bei einer Kettenschmierung, bei der die Kette intermittierend fortschreitet und in ihren kurzen Ruhephasen an den Gelenkpunkten geschmiert wird. Durch beispielsweise vier Zylinder im Pumpengehäuse können vier Gelenkpunkte der Kette gleichzeitig geschmiert werden. Eine andere Anwendung könnte in der Präparation bestimmter Gemische liegen. Sofern die Pumpe auf den betreffenden Gebrauchszweck speziell eingerichtet ist, können auch bei synchroner Justierung durch nur eine einzige Schraubhülse unterschiedliche Komponentenmengen eines Gemischs durch unterschiedliche Durchmesser der Zylinderbohrungen vorgegeben werden.
Die Fig.n 26 bis 29 zeigen eine Ausführung mit zwei Zylinderbohrungen und die Fig.n 30 bis 33 eine Ausführung mit vier Zylinderbohrungen.
In den Fig.n 26 bis 29 sind die beiden Zylinderbohrungen mit 12a, 12b bezeichnet. In sie münden Ansaugbohrungen 61a, 61b, die koaxial in einer ersten Diametralebene angeordnet sind (Fig. 27), und Abgabebohrungen 63a, 63b, die beim dargestellten Beispiel in zwei parallelen axialen Ebenen, die zur Ebene der Ansaugbohrungen im rechten Winkel liegen, angeordnet sind (Fig. 28). In den Zylinderbohrungen 12a, 12b gleiten jeweils der erste und der zweite Kolben, wobei in der Zeichnung nur die beiden zweiten Kolben 18a, 18b bezeichnet sind (Fig. 29). Die Ausbildung der Justieranordnung mit dem ersten Anschlag in Form der Stirnseite 50 des Gewindebolzens 49 oder gegebenenfalls der Kraft der Feder 46, dem zweiten Anschlag in Form der Ringscheibe 44 und der Schraubhülse 32 entspricht der Ausführung von Fig. 12.
Die Ausführung nach den Fig.n 30 bis 33 enthält vier im Querschnitt im Quadrat angeordnete Zylinderbohrungen 12a, 12b, 12c und 12d im im Querschnitt achteckigen Pumpengehäuse 11. Die Achteckigkeit dient der erleichterten Anordnung von vier getrennten Abgabebohrungen 63a, 63b, 63c und 63d, die in einer gemeinsamen Radialebene sternförmig von den vier Zylinderbohrungen ausgehen. Ansaugbohrungen 61a, 61b, 61c und 61d sind zwar beim dargestellten Beispiel getrennt für einzelnen Zylinderbohrungen vorhanden, um ein schnelleres Ansaugen und hierdurch eine höhere Pumprate zu erzielen, sie könnten aber, worauf es hierauf nicht ankommt, von Zylinderbohrung zu Zylinderbohrung in einer Reihenanordnung gelegt sein. Wie Fig. 31 zeigt, gehen beim dargestellten Beispiel die Ansaugbohrungen 61a und 61b von einem gemeinsamen Anschlußvolumen 81 und die Ansaugbohrungen 61c und 61d von einem gemeinsamen Anschlußvolumen 82 aus.
Von vier ersten Kolben 17a, 17b, 17c und 17d sind in Fig. 30 nur die Kolben 17a und 17b sichtbar, und zweite Kolben 18a, 18b, 18c und 18d sind in Fig. 33 erkennbar. Sie sind gemeinsam mit der Anschlagscheibe 45 verbunden oder liegen auch lose und nur durch Krafteinwirkung angedrückt an dieser an. Der Ringscheibe 31 von Fig. 12 entspricht gemäß den Fig.n 30 und 33 eine Ringscheibe 71a, die auf die vier Kolben 18a bis 18d aufgesteckt ist und durch eine Durchmesserstufe dieser Kolben unter der Kraft der Feder 72 an diese Durchmesserstufe angedrückt wird.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig.n 26 bis 33 wird davon ausgegangen, daß der Antrieb der mehreren ersten Kolben synchron erfolgt, beispielsweise durch ein (nicht dargestelltes) gemeinsames Antriebsjoch oder durch eine gemeinsame pneumatische oder elektromagnetische Druckbeaufschlagung.

Claims (14)

  1. Dosierpumpe für ein Pumpgut, mit einem Pumpengehäuse (11) und einer im Pumpengehäuse entlang einer Längsache (22) gebildeten Zylinderbohrung (12), in die eine Ansaugbohrung (61) und eine Abgabebohrung (63) für den Einzug bzw. das Auspressen des Pumpguts münden und in der zwei Kolben (17, 18), die in der Zylinderbohrung (12), den Bereich der Ansaugbohrung (61) und der Abgabebohrung (63) überstreichend, mit Abdichtung gegen die Zylinderwand gleitfähig und ohne starre gegenseitige Kopplung angeordnet sind und mit ihren Stirnseiten (19, 20) bis zur Aneinanderlage aufeinander zu bewegbar sind, mit einem am ersten Kolben (17) angreifenden alternierenden Antrieb (77, 78, 25) in seiner Axialrichtung mit einer Bewegungsphase der Annäherung an den zweiten Kolben (18), einem ersten Anschlag (50, 46), auf den zu sich der zweite Kolben (18) bei seiner bei der Annäherung des ersten Kolbens (17) erfolgenden Rückwärtsbewegung bewegt, und einem vom zweiten Kolben (18) in seiner Bewegung in Richtung zum ersten Kolben (17) erreichten verstellbaren zweiten Anschlag (44), dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anschlag (44) an einer relativ zum Pumpengehäuse (11) entlang der Achse (22) der Zylinderbohrung (12) mittels Gewinde (31, 39) durch Verdrehung verstellbaren Schraubhülse (32) sitzt.
  2. Dosierpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Ansaugbohrung (61) und/oder der Abgabebohrung (63) ein Saug- (62) bzw. ein Druckventil (64) befinden.
  3. Dosierpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugbohrung (61) und die Abgabebohrung (63) entlang der Zylinderachse (22) versetzt in die Zylinderbohrung (12) münden und durch die sich über die Mündungsstelle hinweg verschiebbaren Kolben (17, 18) auf Durchlaß oder Sperrung steuerbar sind.
  4. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (18) durch Federkraft (46) in die Richtung zum ersten Kolben (17) gedrückt ist und in dieser Richtung an dem mit der Schraubhülse (32) verbundenen zweiten Anschlag (44) ein Ende seiner Bewegungsbahn findet.
  5. Dosierpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (18) mit einer radialen Scheibe (45) gekoppelt ist, die sich an den zweiten Anschlag (44) anlegt.
  6. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (18) durch Federkraft (72) entgegen der Richtung zum ersten Kolben (17) gedrückt ist und in dieser Drückrichtung an einem parallel zur Achse (22) der Zylinderbohrung (12) verschiebbaren Anschlag (45) ein Ende seiner Bewegungsbahn findet, wobei dieser verschiebbare Anschlag (45) seinerseits zwischen den beiden im Abstand entlang der Zylinderachse angeordneten Anschlägen (44, 50) verschiebbar ist, nämlich einerseits durch Federkraft (46) in die Richtung zum ersten Kolben (17) gedrückt ist und in dieser Richtung am mit der Schraubhülse (32) verbundenen zweiten Anschlag (44) ein Ende seiner Bewegungsbahn findet und andererseits am gehäusefesten ersten Anschlag (49, 50) ein Ende seiner Bewegungsbahn findet.
  7. Dosierpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag die Form einer radialen Scheibe (45) hat.
  8. Dosierpumpe nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem ersten Anschlag (50) und dem zweiten Anschlag (44) größer/gleich der Dicke der Scheibe (45) ist.
  9. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (32) verdrehbar auf einen Gewindebolzen (49) aufgeschraubt ist, der am Pumpengehäuse (11) fixiert ist.
  10. Dosierpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpengehäuse (11) ein Bügel (52) befestigt ist, der sich bis in den Bereich der Verlängerung der Zylinderachse (22) erstreckt und in diesem Bereich eine Gewindebohrung aufweist, in die der zunächst verstellbare Gewindebolzen (49) eingeschraubt ist und in der er in seiner Stellung fixiert ist.
  11. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (32), gegebenenfalls zusätzlich zur Schraubverbindung mit dem Gewindebolzen (49), mit einem Außengewinde (31) in eine zur Zylinderbohrung (12) koaxiale Gewindebohrung im Pumpengehäuse (11), die im Vergleich zur Zylinderbohrung (12) einen größeren Durchmesser hat, verdrehbar eingeschraubt ist.
  12. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubhülse (32) in ihrer Drehstellung durch einen Schnappmechanismus (54) lösbar fixiert ist.
  13. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse eine Mehrzahl paralleler Zylinderbohrungen (12a, 12b, 12c, 12d) gebildet ist, die jeweils die beiden Kolben enthalten und an eine Ansaugbohrung (61a ... 61d) und eine Abgabebohrung (63a ... 63d) angeschlossen sind, und daß der erste Anschlag (50, 46) und der an der Schraubhülse (32) sitzende zweite Anschlag (44) für die zweiten Kolben (18a ... 18d) gemeinsam dienen.
  14. Dosierpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Schmierung einer Gleittransportbahn (2) für den Transport diskreter Transporteinheiten (3, 4).
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